Arheološke najdbe po vsem svetu so pomagale raziskovalcem, da so izpolnili zgodbo o evoluciji in migracijah ljudi. Bistveni podatek v tej raziskavi je starost fosilov in artefaktov. Kako znanstveniki določajo svojo starost? Tu je več podrobnosti o nekaterih metodah, ki so se uporabljale za datiranje predmetov, obravnavanih v "Veliki človeški migraciji" ( Smithsonian, julij 2008):
Sorodne vsebine
- Velike človeške migracije
Coprolites, Paisley 5 Mile Point Caves, Oregon
Starost: ~ 14.300 let
Metoda: radiokarbonsko datiranje
V jami v Oregonu so arheologi našli kosti, rastlinske ostanke in koprolite - fosilizirane iztrebke. DNK, ki je ostal v koprolitih, je nakazoval njihov človeški izvor, ne pa tudi njihove starosti. Za to so znanstveniki pogledali na ogljik, ki ga vsebuje starodavni gnoj.
Po definiciji ima vsak atom določenega elementa v svojem jedru točno določeno število protonov. Element ogljik ima na primer šest protonov. Toda število nevtronov v jedru se lahko razlikuje. Te različne oblike elementa - imenovane izotopi - so same po sebi stabilne ali nestabilne. Slednji se imenujejo radioaktivni izotopi in sčasoma bodo razpadli, tako da oddajajo delce (nevtrone ali protone) in energijo (sevanje) in se bodo zato spremenili v drug izotop ali element. To počnejo s konstantno hitrostjo, imenovano "razpolovna doba" izotopa.
Večina ogljika pride v stabilnih oblikah ogljik-12 (šest protonov, šest nevtronov) ali ogljik-13, zelo majhna količina (približno 0, 0000000001%) pa je radioaktivni ogljik-14 (šest protonov, osem nevtronov). Žive rastline in živali zaužijejo ogljik-14 skupaj z ostalimi izotopi ogljika, ko pa umrejo in njihove presnovne funkcije prenehajo, prenehajo absorbirati ogljik. Sčasoma ogljik-14 propada v dušik-14; polovica jih bo storila po približno 5.730 letih (to je razpolovna doba izotopa). Po približno 60.000 letih ne bo več ogljika-14.
Vse, kar je bilo nekoč del živega predmeta - na primer oglje, les, kosti, cvetni prah ali koproliti, ki so jih našli v Oregonu - lahko pošljejo v laboratorij, kjer znanstveniki izmerijo koliko ogljika-14 ostane. Ker vedo, koliko bi jih bilo v ozračju in torej koliko bi kdo absorbiral, ko bi bil živ, lahko izračunajo, koliko časa je minilo od smrti ali odlaganja. Koproliti so bili stari približno 14.300 let in so najstarejši človeški ostanki v Ameriki.
Hominidne lobanje, Herto, Etiopija
Starost: ~ 154.000 do 160.000 let
Metoda: argonsko-argonsko datiranje
Skupina znanstvenikov, ki so leta 1997 kopali v Etiopiji, je našla kamnito orodje, fosilne ostanke več živalskih vrst, vključno s hipopotamusi, in tri lobanje hominidov. Koliko so bili stari? Organski ostanki so bili preveč stari za datiranje z ogljikom-14, zato se je ekipa odločila za drugo metodo.
Radiokarbonsko datiranje deluje dobro pri nekaterih arheoloških najdbah, vendar ima omejitve: do danes jih je mogoče uporabiti le organske materiale, stare manj kot približno 60.000 let. Vendar pa obstajajo tudi drugi radioaktivni izotopi, ki jih je mogoče uporabiti za ne-organske materiale (na primer kamnine) in starejše materiale (stare do milijarde let).
Eden od teh radioizotopov je kalij-40, ki ga najdemo v vulkanski kamnini. Ko se vulkanska stena ohladi, njen kalij-40 razpade v argon-40 z 1, 25 milijard letno razpolovno dobo. Izmeriti je mogoče razmerje med kalijem-40 in argonom-40 in oceniti starost skale, vendar je ta metoda nenatančna. Vendar so znanstveniki v šestdesetih letih prejšnjega stoletja odkrili, da lahko z nevtroni obsevajo skalni vzorec in s tem pretvorijo kalij-40 v argon-39, izotop, ki ga v naravi običajno ne najdemo in ga je lažje meriti. Čeprav je ta postopek bolj zapleten, daje natančnejše datume. Na primer, znanstveniki na kalifornijski univerzi v Berkeleyju so lahko v sedmih letih od dogodka dali vzorce od izbruha vulkana Vesuvius 79 AD.
Ker lobanje hominidov in drugih artefaktov, ki jih najdemo na Hertu, ni bilo mogoče neposredno datirati - organski material je že zdavnaj fosiliziran - raziskovalci so namesto tega opravili analizo vulkanske kamnine, ki je bila vgrajena v peščenjak v bližini fosilov. Skala je bila stara približno 154.000 do 160.000 let, zaradi česar so lobanje najstarejše Homo sapiens, ki jih je še treba najti.
Gravirani okerski kamni, Blombosova jama, Južna Afrika
Starost: ~ 77.000 let
Metoda: termoluminescence datiranje
V izkopu obmorske jame v Južni Afriki sta bila odkrita dva predmeta, ki sta bila očitno umetna - koščki okernega kamna, vklesanih z vzorcem križnega križa. Niti kamni niti skala, v kateri so bili pokopani, niso bili vulkanskega izvora, zato so raziskovalci izbrali drugo metodo za določitev njihove starosti: termoluminiscenco.
Tako kot pri argonsko-argonskih datiranjih se tudi ura termoluminescence prične zadnjič, ko se je skala segrela na visoko temperaturo. Izjemna toplota izloča elektrone, shranjene v določenih kristalih - na primer kremen in feldspar - znotraj kamnine. Sčasoma kristali lovijo elektrone, proizvedene v sledovih radioaktivnih atomov, ki jih najdemo v okolju. S ponovnim segrevanjem kamnine lahko znanstveniki sprostijo shranjeno energijo, ki se oddaja kot svetloba in se imenuje "termoluminiscenca." Intenzivnost svetlobe kaže na to, kako dolgo je minilo od zadnjega segrevanja kamnine.
Tako kot Herto lobanje starosti izklesanih oker kamnov iz Blombosove jame ni bilo mogoče neposredno določiti. Vendar pa so bili v isti plasti kamna kot okeri kosi zgorelega kamna, ki so bili verjetno iste starosti kot oker in idealni za termoluminescence. Izgoreli kamen je bil star približno 77.000 let, zaradi česar so bile okerje odkrite med najstarejšimi deli abstraktnega oblikovanja.
